Unit 7

Reflexes

Reflexes

Reflex arc

Stretch reflex

H-reflex

Golgi tendon reflex

Withdraw reflex

UNIT CONTENT

What is a reflex?

Reflex – eine einfache, relativ stereotype Aktion, die durch einen bestimmten Reiz verursacht wird

Reflexe sind schnelle, unwillkürliche Reaktionen auf Reize, die über einfache Nervenbahnen, sogenannte Reflexbögen, vermittelt werden. Unwillkürliche Reflexe sind sehr schnell und bewegen sich in Millisekunden. Die schnellsten Impulse können 320 Meilen pro Stunde erreichen.

Definition eines Reflexes

Reflexbögen haben fünf wesentliche Komponenten:

1. Der Rezeptor am Ende eines sensorischen Neurons reagiert auf einen Reiz.

2. Das sensorische Neuron leitet Nervenimpulse entlang eines afferenten Weges zum ZNS.

3. Das Integrationszentrum besteht aus einer oder mehreren Synapsen im ZNS.

4. Ein Motoneuron leitet einen Nervenimpuls entlang eines efferenten Weges vom Integrationszentrum zu einem Effektor.

5. Ein Effektor reagiert auf die efferenten Impulse, indem er sich zusammenzieht (wenn der Effektor eine Muskelfaser ist) oder ein Produkt absondert (wenn der

Effektor eine Drüse ist).

Reflexe können entweder als autonom oder somatisch kategorisiert werden. Autonome Reflexe unterliegen keiner bewussten Kontrolle, werden durch die autonome Teilung des Nervensystems vermittelt und beinhalten normalerweise die Aktivierung der glatten Muskulatur, des Herzmuskels und der Drüsen. Somatische Reflexe beinhalten die Stimulation der Skelettmuskulatur durch die somatische Teilung des Nervensystems.Die meisten Reflexe sind polysynaptisch (mit mehr als zwei Neuronen) und beinhalten die Aktivität von Interneuronen (oder Assoziationsneuronen) im Integrationszentrum. Einige Reflexe; sind jedoch monosynaptisch („eine Synapse“) und betreffen nur zwei Neuronen, eine sensorische und eine motorische. Da es eine gewisse Verzögerung bei der neuronalen Übertragung an den Synapsen gibt, desto mehr Synapsen, die in einem Reflexweg angetroffen werden, desto mehr Zeit wird benötigt, um den Reflex zu bewirken.

Der Knie-Ruckreflex wird als monosynaptischer Reflex bezeichnet. Dies bedeutet, dass nur 1 Synapse im neuronalen Schaltkreis benötigt wird, um den Reflex zu vervollständigen. Es dauert nur etwa 50 Millisekunden Zeit zwischen dem Tippen und dem Beginn des Beinstoßes…das geht schnell. Der Hahn unter dem Knie bewirkt, dass sich der Oberschenkelmuskel dehnt. Informationen werden an das Rückenmark gesendet. Nach einer Synapse im ventralen Horn des Rückenmarks wird die Information wieder an den Muskel gesendet…und da haben Sie den Reflex.

The receptors described in Unit 4 are all involved in various ‘reflexes’.

Tonizität der Skelettmuskulatur

Der Tonus innerhalb der Skelettmuskulatur wird über einen Rezeptor gesteuert, der als MUSKELSPINDEL bezeichnet wird. Um die Kontrolle des Tonus zu verstehen, ist es daher unerlässlich, die Funktion der Muskelspindel zu verstehen.

Der Funktionswert der Reflexe

Der Dehnungsreflex

Wie oben kurz beschrieben, spielt die Muskelspindel eine wesentliche Rolle im Dehnungsreflex. Kurz gesagt:

Wenn sich ein Muskel verlängert, wird die MS gedehnt. Impulse werden in Richtung ZNS (Rückenmark) geleitet, wo sich die afferente Faser in mehrere kolaterale Fasern teilt. Eine dieser kolateralen Fasern stimuliert den gleichnamigen Muskel (derselbe Muskel, der gedehnt wurde), wodurch er sich zusammenzieht, was wiederum den Dehnungsreiz für die Muskelspindel lindert. Gleichzeitig Synapsen eine andere afferente Kollateral mit einem inhibitorischen Interneuron (Renshaw-Zelle, die GABA sezerniert), das wiederum Synapsen auf das Neuron, das den antagonistischen Muskel innerviert (entgegengesetzter Muskel, zu dem gedehnt wurde).

Sehr zu empfehlen – Sehen Sie es in Aktion – Animation eines Tap

Animation 1

Innervation der Muskelspindel

Die an der Muskelspindel befestigten Nervenfasern leiten entweder Impulse von der Spindel zum ZNS (afferente / sensorische Fasern) oder vom ZNS zum Muskel (efferente /motorische Fasern).

Afferents:

Type 1a fibers: 17 microns in diameter, conduct impulses at 100m/s.

secondary endings (flower spray endings)

Type II Fibers: 8 Microns in diameter

Efferents:

Alpha motorneuron 120 m/s). (from the CNS)

Gamma motor fibers

Stretch reflex

Ia primaries afferents have powerful excitatory effect on a motoneurones of same muscle and synergists in adjacent spinal segments. May be monosynaptic or polysynaptic.

Reciprocal inhibition: Ia also inhibit a motoneurones of antagonistic muscles via inhibitory interneurone and corresponding contralateral muscles. Ia-Afferenzen haben auch eine schwache polysynaptische exzitatorische Wirkung auf dynamische und statische Gamma-Motoneurone.

Gruppe-II-Afferenzen aus Spindelsekundären erregen auch autogene Alpha-Motoneurone über mono & polysynaptische Pfade. Monosynaptische Komponente umfasst etwa 50% der Motoneurone, die durch Ia Gamma-Motoneurone angeregt werden. reagiert sehr gut auf die elektrische Stimulation von Gruppe-II-Afferenzen (es ist jedoch nicht klar, wie viel von diesem Gruppe-II-Input rein spinalen Ursprungs ist).

Klassischer Dehnungsreflex „Die Fähigkeit eines Muskels, einer Dehnung zu widerstehen“ ist die Summe dieser Spindelprojektionen zum Muskel. Die monosynaptische Ia-Komponente ist für den Sehnenruck verantwortlich . Der ‚Tonic stretch Reflex‘ ist hauptsächlich disynaptisch oder polysynaptisch

2) Wie trägt die Muskelspindel zur automatischen Regulierung der Muskellänge bei? – a) der Dehnungsreflex ist ein Beispiel für die sensorische und motorische Funktion der Muskelspindel

b) Die stimulierte Muskelspindel sendet eine Nachricht an das Rückenmark und löst das Abfeuern von Alpha-Motoneuronen aus, was wiederum eine Kontraktion des verlängerten Muskels verursacht

Alpha-Motoneuronen und Motoreinheiten zur Muskelkontraktion beitragen

Kleinhirn ‚Bewusstsein‘:

Nach Muskelspindelstimulation (Dehnung) und Eintritt der afferenten Faser in die Wirbelsäule teilt sie sich in mehrere Kolateralen. Einige dieser Kolateralen Synapsen auf den Zellkörpern von Neuronen, die zum Kleinhirn aufsteigen (vordere und hintere spinocerebelläre Bahnen). Somit ist sich das Kleinhirn jederzeit des Dehnungszustands der Muskeln bewusst, mit anderen Worten des MUSKELTONUS.

Koaktivierung von Gamma-Efferenten

Wann immer ein motorischer Befehl vom motorischen Kortex abstammt und an neuronalen Zellkörpern synapsen, die Muskeln innervieren, synapsen Kollateralen dieser absteigenden Fasern auch an den entsprechenden Zellkörpern (Gamma-Efferenten), die die Enden der intrafusalen Muskelfasern innervieren. Dies ist wichtig, damit sich die extrafusalen Muskelfasern zusammenziehen und verkürzen, während sich auch die intrafusalen Muskelfasern verkürzen und verhöhnen. Dadurch kann die MS auch unmittelbar nach der Kontraktion eines Muskels immer auf Dehnung reagieren. Mit anderen Worten, die Koaktivierung von Gamma-Efferenten vermeidet ’stille Perioden‘, die auftreten würden, wenn sich die intrafusalen Muskelfasern nicht gleichzeitig mit den extrafusalen Muskelfasern zusammenziehen würden.

Somit ist die Spindel mit Gamma drive bereit, auf unerwartete Störungen zu reagieren.

How to increase the stretch reflex

1. Jendrassik’s maneuver:
• clasps hands together tightly.
• releases hands just before tap hammer.

2. Gripping an object.

HOW? Der Sehnenruck wird durch Zusammenpressen von Fäusten oder Kiefer verstärkt, da der Gamma-Weg zentral erleichtert wird, wodurch die Spindel empfindlicher auf Dehnung reagiert.

H-Reflex

Hoffmann-Reflex-Technik (H-Reflex).

Der H-Reflex und die F-Welle

H-Reflex

Der H-Reflex ist das elektrische Äquivalent des monosynaptischen Dehnungsreflexes und wird normalerweise nur in wenigen Muskeln erreicht. Es wird durch selektive Stimulierung der Nervenfasern des N. tibialis posterior oder des N. medianus hervorgerufen. Eine solche Stimulation kann durch langsame (weniger als 1 Puls / Sekunde), lang anhaltende (0.5-1 ms) Reize mit allmählich zunehmender Stimulationsstärke.

Der Reiz wandert entlang der Nervenfasern durch das Ganglion der Dorsalwurzel und wird über die zentrale Synapse zur vorderen Hornzelle übertragen, die ihn entlang des alpha-motorischen Axons zum Muskel abfeuert. Das Ergebnis ist eine Motorantwort, normalerweise zwischen 0,5 und 5 mv in der Amplitude, die bei geringer Stimulationsstärke auftritt, entweder bevor eine direkte Motorantwort (M) gesehen wird oder mit einem kleinen M davor. Verständlicherweise ist die Latenz dieses Reflexes viel länger als die der M-Antwort, und ein Sweep von 5-10 ms / Division ist notwendig, um ihn zu sehen.

Der H-Reflex ist normalerweise in vielen Muskeln zu sehen, wird aber leicht im Soleus-Muskel (mit Stimulation des Nervus tibialis posterior an der Kniekehle), dem Flexor carpi radialis muskel (mit Stimulation des Nervus medianus am Ellenbogen) und der Quadrizeps (mit Stimulation des Nervus femoralis).

Typischerweise wird es zuerst bei niedriger Stimulationsstärke gesehen, ohne dass eine motorische Reaktion vorausgeht. Wenn die Stimulationsstärke erhöht wird, erscheint die direkte motorische Reaktion. Mit weiteren Zunahmen der Stimulationsstärken wird die M-Antwort größer und der H-Reflex nimmt in der Amplitude ab. Wenn die motorische Reaktion maximal wird, verschwindet der H-Reflex und wird durch eine kleine späte motorische Reaktion, die F-Welle, ersetzt.

Die H-Reflex-Latenz kann leicht aus Diagrammen, nach Größe und Geschlecht oder aus veröffentlichten Normalwerten bestimmt werden. Unabhängig von diesen Werten ist jedoch der beste Normalwert bei lokalisierten Prozessen die asymptomatische Extremität des Patienten. Wenn keine Moderationsmanöver durchgeführt werden, sollte die Latenzdifferenz zwischen beiden Seiten l ms nicht überschreiten.

Der H-Reflex ist nützlich bei der Diagnose von S1- und C7-Wurzelläsionen sowie bei der Untersuchung proximaler Nervensegmente bei peripheren oder proximalen Neuropathien.

Seine Abwesenheit oder abnormale Latenz auf einer Seite weist stark auf eine Krankheit hin, wenn ein lokaler Prozess vermutet wird. Es bleibt jedoch umstritten, ob seine bilaterale Abwesenheit bei ansonsten asymptomatischen Personen von klinischer Bedeutung ist.

F-Welle

Die F-Welle ist ein Muskelaktionspotential mit langer Latenz, das nach supramaximaler Stimulation eines Nervs beobachtet wird. Obwohl es in einer Vielzahl von Muskeln hervorgerufen werden kann, wird es am besten in den kleinen Fuß- und Handmuskeln erhalten. Es ist allgemein anerkannt, dass die F-Welle ausgelöst wird, wenn der Reiz antidromisch entlang der motorischen Fasern wandert und die vordere Hornzelle zu einem kritischen Zeitpunkt erreicht, um sie zu depolarisieren. Die Antwort wird dann entlang des Axons abgefeuert und verursacht eine minimale Kontraktion des Muskels. Im Gegensatz zum H-Reflex geht der F-Welle immer eine motorische Reaktion voraus und ihre Amplitude ist eher klein, normalerweise im Bereich von 0,2-0,5 mv.

Die F-Welle ist eine variable Antwort und wird selten nach Nervenstimulation erhalten. Üblicherweise werden mehrere supramaximale Stimuli benötigt, bevor eine F-Reaktion beobachtet wird, da nur wenige Stimuli die vordere Hornzelle zum geeigneten Zeitpunkt erreichen, um sie zu depolarisieren. Bei der supramaximalen Stimulation hilft jedoch die Depolarisation des gesamten Nervs, den Reiz auf den Pool der Vorderhornzellen zu verteilen, wodurch die Chancen erhöht werden, eine größere Anzahl von Vorderhornzellen zur kritischen Zeit zu erreichen und eine F-Welle zu erzeugen.

Da verschiedene Vorderhornzellen zu unterschiedlichen Zeiten aktiviert werden, unterscheiden sich Form und Latenz der F-Wellen voneinander. Herkömmlicherweise werden zehn bis zwanzig F-Wellen erhalten und die kürzeste Latenz-F-Welle unter ihnen verwendet.

Die Normalwerte können aus Diagrammen oder veröffentlichten Daten bestimmt werden, und bei einseitigen Läsionen bleiben die besten Normalwerte die der asymptomatischen Extremität des Patienten. Der Unterschied zwischen den kürzesten Latenzen beider Seiten sollte l ms nicht überschreiten.

Die aus der F-Welle erhaltenen Daten wurden auf viele verschiedene Arten verwendet, um die proximale oder distale Pathologie zu bestimmen. Dazu gehören die F-Wellen-Chronodispersion oder der Unterschied in der Latenz zwischen der F-Welle mit der kürzesten und der mit der längsten Latenz sowie das F-Wellen-Verhältnis. Wir finden das F-Wellen-Verhältnis sehr nützlich in der klinischen Routinearbeit. Es wird erhalten, indem die Leitungszeit des proximalen Nervensegments durch die des distalen Nervensegments dividiert wird und wie folgt durchgeführt wird:

Erhalten Sie die F-Wellen-Latenz von der proximalen (F prox) Stimulation (Knie oder Ellenbogen). Erhalten Sie die motorische Antwort ebenfalls von der proximalen Stimulation (M prox). Bestimmen Sie dann die Latenz des proximalen Nervensegments durch diese Gleichung:

Proximale Latenz = (Fprox – Mprox – 1 ms) / 2

wobei l ms die geschätzte Verzögerung ist, die der Reiz an der Vorderhornzelle erfährt.

Die Latenz des distalen Segments ist nichts anderes als die Latenz der motorischen Reaktion, die durch proximale Stimulation (M prox) erhalten wird.

Das F-Verhältnis wird dann erhalten, indem die proximale Latenz durch die distale Latenz dividiert wird:

F-Verhältnis = (Fprox – Mprox – 1 ms) / 2 x Mprox

1. Erforderliches QUIZ

Einheit 7

Bitte beachten Sie: www.uh.edu/webct

Sie haben 22 Minuten Zeit, um das erforderliche Quiz abzuschließen – nutzen Sie Ihre Zeit mit Bedacht!

Golgi tendon reflex

This reflex regulates tension e.g. When attempting to maintain a steady grip on a cup

1. Golgi tendon organs detects tension in the tendon.

2. Afferent neurons, Ib, conduct action potentials to the spinal cord.

3. Afferente Neuronen synapsen mit inhibitorischen (Inter) Assoziationsneuronen (sezerniert GABA), die wiederum mit Alpha-Motoneuronen synapsen.

Die Hemmung der Alpha-Motoneuronen bewirkt eine Muskelentspannung, die die Spannung im Muskel löst.

Der Entzugsreflex (Flexor /gekreuzter Extensorreflex) – seine Wirkung besteht darin, ein Glied von einem schädlichen Reiz zurückzuziehen.

Wenn Sie beispielsweise auf ein scharfes Objekt treten, stimulieren Sie Schmerzen und Hautrezeptoren von Haut und Muskeln. Dies löst sowohl die Erregung synergistischer Muskeln als auch die Hemmung antagonistischer Muskeln in Ihren Beinen aus. sowie kontrahierende Strecker und hemmende Beuger auf der gegenüberliegenden Seite, um Haltung und Gleichgewicht zu erhalten.

The „hot stove“ example

Crossed Extensor reflex

Tonic Vibration Reflex and Vibration Training

Tonic Vibration reflex – in Latash – pages 76-77

Tonic vibration reflex – vibration can drive primary afferents – driving is when an action potential is induced in response to every cycle of the stimulus.

Wenn ein Muskel vibriert wird, erzeugt er eine tonische Muskelkontraktion, die als tonischer Vibrationsreflex (TVR) bekannt ist

Die Reaktionen auf Muskelvibrationen sind aus verschiedenen Gründen einzigartig:
1) subjects can consciously inhibit the TVR

2) monosynaptic reflexes are inhibited during TRV – monosynaptic inputs are inhibited presynaptically but polysynaptic inputs remain excitatory – hence tonic muscle contraction

3) muscles not subject to vibration display reflex responses (responses can be intersegmental)

4) vibration produces illusions

Good starting point – mandatory – material from dieses Papier ist faires Spiel für Ihr Quiz

Obligatorisches Papier 1 – (dh Material aus diesem Papier ist faires Spiel für Ihr Quiz)